模板17-2 力学创新实验（一大题型）高考物理答题技巧与模板构建（解析版）.docx

模板17-2力学创新实验（一大题型）

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题型01力学创新实验

题型01力学创新实验

力学创新实验题型在高考具有重要地位，题型的特点为：

①实验器材的等效与替换，特点：实验装置、器材变化，但实验原理、方法等不变。创新形式：①用气垫导轨代替长木板：应调整导轨水平，不必平衡摩擦力；②用光电门、频闪相机代替打点计时器；③用电子秤、力传感器或已知质量的钩码等代替弹簧测力计。

②实验结论的拓展与延伸，特点:实验的装置、器材等不变，但实验目的变了。利用所测数据，求另一物理量或验证另一个物理规律。创新形式：由测定加速度延伸为测定动摩擦因数，通过研究纸带、频闪照片或光电装置得出物体的加速度，再利用牛顿第二定律求出物体所受的阻力或小车与木板间的动摩擦因数。

③实验情景的设计与创新，特点：用学过的物理规律和实验方法设计或解答新情景实验。创新形式：①利用钢球摆动验证机械能守恒定律；②利用验证牛顿第二定律测动摩擦因数；③利用运动公式解决新情景实验等。

一、必备基础知识

1、核心原理

①以基本的力学模型为载体，依托运动学规律和动力学定律设计实验。

②将实验的基本方法控制变量法，处理数据的基本方法图像法、逐差法，融入到实验的综合分析之中。

2、解题方法

①根据题目情境，提取相应的力学模型，明确实验的理论依据和实验目的，设计实验方案.

②进行实验，记录数据，应用原理公式或图像法处理实验数据，结合物体实际受力情况和理论受力情况对结果进行误差分析

3、实验器材及速度的测量方法的改进

改进方法如下图所示。

4、获得加速度方法的改进

将长木板倾斜，靠小车的重力获得加速度(如图甲、乙所示)来代替用重物的拉力获得加速度，如下图所示。

5、计时方法的改进

采用频闪照相法和滴水法获得两点间的时间间隔来代替打点计时器，如下图所示。

6、弹簧实验装置的实验创新

弹簧水平放置，重物的重力作为弹簧的拉力，消除了弹簧自重的影响，如下图所示。

F－x图像的可由传感器和计算机输入数据直接获得，如下图所示。

7、探究互成角度力的合成规律常见创新实验方案

弹簧测力计的拉力可由钩码的重力或力传感器获得，如下图所示。

8、探究加速度与无题受力、物体质量的关系实验创新

实验装置使用位移传感器，力传感器，弹簧测力计，气垫导轨，光电门等，这是从实验器材角度进行创新，如下图所示。

【注意】利用弹簧测量计或者力传感器直接测量合外力的大小，加速度可由纸带上的点计算得出，合外力由弹簧测力计测出来。

【注意】利用位移传感器测位移，测出两个初速度为零的匀加速直线运动在相同时间内发生的位移x1、x2,则位移之比等于加速度之比,即。

利用光电门测量加速度，利用光电门测出滑块通过G1、G2的速度v1、v2，根据v12-v22=2ax求出加速度，这是从实验目的角度进行创新，如下图所示。

【注意】本实验可结合牛顿第二定律，由mg－μMg＝(M＋m)a得出物块与水平桌面间的动摩擦因数。

挂上合适的托盘和砝码，改变木板的倾角，使质量为M的小车拖着纸带沿木板匀速下滑，这是从实验原理角度进行创新，如下图所示。

【注意】取下托盘和砝码，测出其总质量为m，让小车沿木板下滑，可知小车所受合力为mg。改变砝码质量，多次重复实验探究加速度与物体受力关系。

9、探究平抛运动的特点实验创新

频闪照相法：通过频闪照相，获得小球做平抛运动时的频闪照片，如下图所示；

以抛出点为原点，建立直角坐标系；

通过频闪照片描出物体经过相等时间间隔所到达的位置；

测量出经过T、2T、3T、…时间内小球做平抛运动的水平位移和竖直位移，并填入表格；

分析数据得出小球水平分运动和竖直分运动的特点。

10、探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系实验创新

该实验可从实验方案及器材的角度进行创新或者从实验目的的角度进行创新。

实验方案及器材的创新：以拉力传感器、速度传感器、转速测量仪的使用使实验方案得以改进，有利于物理量的测量。

实验目的的创新：以圆周运动的形式测量其他物理量。

11、验证机械能守恒定律实验创新

①研究对象创新：研究对象从单个物体变为研究连接体这个系统的机械能守恒。

②速度测量方法的创新：光电门、频闪照相、平抛运动都可以用来测量速度。

③物体运动形式创新：物体从自由落体改为沿圆弧面下滑，在斜面上运动。

④实验器材的创新：利用气垫导轨代替长木板，减小阻力对实验结果的影响。

12、验证动量守恒定律实验创新

在验证动量守恒定律的实验中，物体速度的测量方式很多种，如利用平抛运动的水平位移代替速度，利用光电门测量滑块的速度，利用机械能守恒定律测量摆块速度，利用动能定理和滑行位移测量硬币速度。

实验命题中常用同一实验装置验证不同的物理规律。验证两球碰撞中系统动量是否守恒的同时，探究弹簧锁定时具有的弹性势能；验证两球碰